Framatome уклала перший комерційний контракт на постачання для діючої АЕС паливних перезавантажень зі збагаченням урану-235 понад традиційні для легководних реакторів 5%. Перша партія має надійти на неназвану американську АЕС навесні 2028 року.

Як повідомила Framatome, контракт передбачає не одноразову дослідну поставку, а серію перезавантажень за програмою Advanced Fuel Management (AFM), а також опції на наступні партії.

Компанія не розкриває ані замовника, ані конкретного рівня збагачення першого комерційного палива. Відомо, що програма AFM розрахована на паливо зі збагаченням урану-235 до приблизно 10% та підвищеним вигорянням.

Для замовника перехід на нове паливо має дозволити збільшити тривалість паливної кампанії з 18 до 24 місяців. Framatome планує використовувати для цього паливні збірки GAIA – свою сучасну конструкцію палива для реакторів PWR, яка вже експлуатується у США та Європі.

Майже все паливо сучасних комерційних легководних реакторів використовує низькозбагачений уран із вмістом U-235 приблизно 3-5%. Саме навколо цього діапазону десятиліттями формувалися нормативні вимоги, технології фабрикації, транспортування та зберігання ядерного палива.

Збільшення концентрації U-235 дає змогу отримати більше енергії з однієї паливної кампанії та підвищити глибину вигоряння палива.

Американська Комісія з ядерного регулювання (NRC) називає серед основних переваг підвищеного збагачення збільшення експлуатаційної гнучкості, можливість використовувати менше паливних збірок та досягати більшого вигоряння.

Практично для оператора АЕС це насамперед означає можливість рідше зупиняти енергоблок для перевантаження палива. Перехід із 18-місячного на 24-місячний цикл скорочує кількість планових зупинів протягом строку експлуатації блока і збільшує час виробництва електроенергії.

Framatome розробляє саме таку модель у межах програми AFM. У поданих регулятору матеріалах компанія передбачає підвищення середнього вигоряння твелів до 75 ГВт·діб/тU у поєднанні зі збагаченням понад 5%.

Поки що оголошений Framatome контракт стосується американського реактора, а про комерційне застосування палива зі збагаченням понад 5% на європейських АЕС компанія не повідомляла. Але сама технологія потенційно важлива і для Європи, де значна частина атомного парку складається з водо-водяних реакторів PWR.

Для західноєвропейських PWR шлях до LEU+ технологічно ближчий: Framatome вже постачає для них паливо, а нові рішення зі збільшеним вигорянням і тривалішими паливними кампаніями розвиваються на базі існуючих паливних конструкцій. Однак перехід понад 5% у кожній країні вимагатиме окремого ліцензування не лише самого палива, а й пов'язаної інфраструктури – його транспортування, зберігання свіжого та відпрацьованого палива і розрахунків критичності.

Окрема група – європейські та українські реактори ВВЕР. Після російського вторгнення саме для цього парку різко прискорилася диверсифікація постачання палива. ЄС фінансує програму APIS зі створення гарантованого альтернативного постачання палива для ВВЕР, а Westinghouse вже має контракти з усіма європейськими операторами таких реакторів.

Паралельно власну європейську лінійку для ВВЕР розвиває і Framatome. Компанія працює над паливом як для ВВЕР-1000, так і для ВВЕР-440, а у квітні 2026 року ČEZ разом із Framatome та іншими операторами розпочав розробку нового покоління паливних збірок для реакторів типу ВВЕР-440 АЕС Дуковани. Раніше ČEZ домовився з Framatome і про розробку альтернативного палива для ВВЕР-1000 АЕС Темелін.

Проте це поки інший напрям, ніж LEU+. Публічних планів Framatome використовувати у своїх майбутніх збірках для ВВЕР збагачення понад 5% наразі немає. Перенести рішення, розроблене для західних PWR, безпосередньо на ВВЕР не можна: для цього потрібні окремі паливні конструкції, нейтронно-фізичні розрахунки, обґрунтування безпеки та ліцензування.

Для України питання має додатковий інтерес. Українські ВВЕР-1000 та ВВЕР-440 зараз використовують паливо Westinghouse; у вересні 2023 року Рівненська АЕС першою у світі завантажила альтернативне російському паливо Westinghouse у ВВЕР-440, а у вересні 2026 року «Енергоатом» повідомив про три роки його успішної експлуатації.

При цьому українська сторона вже працює над подовженням паливних кампаній без переходу за межу 5%. Зокрема, «Енергоатом» і Westinghouse у 2025 році домовилися опрацювати для майбутніх енергоблоків №3-4 Хмельницької АЕС можливість 18-місячного паливного циклу.

Але якщо LEU+ стане стандартним рішенням для діючих легководних реакторів, наступним кроком галузі може стати адаптація аналогічного підходу і до окремих конструкцій палива ВВЕР. Для України це потенційно означало б можливість ще довших кампаній та меншої кількості зупинів на перевантаження, але лише після окремої розробки та повного циклу обґрунтування безпеки.

Поріг 5% важливий не лише для самого реактора. Перехід вище нього потребує змін практично на кожному етапі паливного циклу.

NRC зазначає, що використання палива зі збагаченням 5-10% може вимагати нових розрахунків ядерної критичності та модернізації обладнання на підприємствах зі збагачення і фабрикації.

Зміни необхідні також для контейнерів, у яких перевозять UF6, порошок UO2 і готові паливні збірки. Потребують перегляду розрахунки для басейнів витримки відпрацьованого палива, зокрема через інші нейтронні характеристики та тепловиділення, а в перспективі – й системи сухого зберігання ВЯП.

Саме тому перехід через 5% відбувається поступово, хоча технологічні можливості для більш високого збагачення давно існують.

Виробляти нове паливо компанія планує на своєму підприємстві у Річленді, штат Вашингтон.

Framatome протягом останніх років модернізувала завод саме для роботи з паливом підвищеного збагачення. У 2024 році компанія подала заявку на зміну ліцензії, а у 2026 році NRC дозволила підприємству виготовляти паливо зі збагаченням майже до 10% U-235.

Початок такого виробництва запланований на 2027 рік – приблизно за рік до першої комерційної поставки.

До цього регулятор уже дозволив компанії перевозити у США свіже паливо PWR і BWR зі збагаченням до 8% U-235, а також схвалив застосування частини розрахункових методик Framatome для реакторного палива зі збагаченням понад 5%.

Таким чином компанія послідовно готує весь технологічний ланцюг – від фабрикації та транспортування до ліцензування використання такого палива в активній зоні.

Водночас контракт Framatome не означає, що паливо зі збагаченням понад 5% уперше з'явиться в американському енергетичному реакторі.

У квітні 2025 року Southern Nuclear завантажила у блок №2 АЕС Vogtle дослідне паливо Westinghouse зі збагаченням понад 5%. Це стало першим випадком опромінення такого палива в американському комерційному реакторі.

Йдеться, однак, про випробувальні паливні збірки в межах програми Accident Tolerant Fuel Міністерства енергетики США.

Westinghouse ще раніше виготовила у Великій Британії перші таблетки свого палива ADOPT із можливим збагаченням до 8%. Для підтвердження характеристик вони використовуються у тестових збірках.

Відмінність контракту Framatome полягає в переході від демонстрації до регулярної експлуатації: компанія продала серію повних паливних перезавантажень для діючого реактора з розрахунком на подальше довгострокове використання.

Для палива зі збагаченням 5-10%, призначеного для існуючих легководних реакторів, американська атомна галузь дедалі частіше використовує термін LEU+ (Low-Enriched Uranium Plus).

Формально за американською класифікацією уран зі збагаченням понад 5%, але менше 20% U-235 входить також у ширшу категорію HALEU – високопробного низькозбагаченого урану (high-assay low-enriched uranium).

Для нинішніх PWR і BWR переважно розглядають 5-10% U-235, тоді як багато нових реакторних технологій потребують HALEU зі збагаченням 10-19,75%.